Seminario Tecnico GLI IMPIANTI FOTOVOLTAICI Novità legislative (nuovo conto energia), problematiche tecniche, problematiche di installazione, rapporti con gli Enti ASPETTI INSTALLATIVI DELL IMPIANTO FOTOVOLTAICO Rimini, 24 Ottobre 2007 Relatore: Dott. Ing. Renato Ricci 1
Componenti principali degli impianti FV Moduli Fotovoltaici Strutture portanti Sistema di conversione Organi di collegamento: alla rete(impianti GridConnected) ai carichi(impianti StandAlone o di Pompaggio) 2
Impianto GridConnected 3
Impianto GridConnected Possiamo avere due tipologie di installazione per gli impianti gridconnected connected: Impianti fissi Impianti ad inseguimento 4
Impianti gridconnected ad inseguimento Tali sistemi possono avere uno o due assi di inseguimento, per effettuare il solo l inseguimento giornaliero, oppure sia il giornaliero che quello stagionale. A differenza dei sistemi fissi, abbiamo un costante orientamento verso il sole, che comporta un aumento della produzione di energia elettrica sua base annua di circa il 30% maggiore rispetto a quella dei sistemi fissi. 5
Impianto GridConnected tipo fisso Per l installazione di tali impianti occorre tenere in considerazione le problematiche di orientamento che si evincono dalla seguente tabella. 6
Radianza giornaliera media in funzione dell inclinazione della superficie in inverno, estate e come media annuale 7
Confronto fra vari moduli CIS Si mono Si multi Si amorfo GaAs CdTe (CULNSe2) Rendiment o cella 1417% 1315% 48% 32,5% (lab.) 10% 12% < rendimento costo < Vantaggi Alto rendimento stabile tecnologia affidabile costo < fabbricazione più semplice < necessità di materiale ed energia nella fabbricazione buon rendimentocon basso irragiamento Alta resistenza alle alte temperature (ok per i concentratori) Basso costo Molto stabile miglior occupazione dello spazio flessibile Costo Complessità Basso rendimento Tossicità Tossicità Svantaggi Quantità di materiale necessaria alla fabbricazione Stabilità negli anni Tossicità (Cd) Complessità 8
Sezione modulo fotovoltaico 9
Considerazioni generali Qualunque sia la tipologia di struttura di sostegno prescelta, questa deve ovviamente essere in grado di reggere il proprio peso più il peso dei moduli e di resistere alle principali sollecitazioni di norma considerate in questi progetti, costituite dal carico della neve e dall azione del vento agente sul piano dei moduli che, nei confronti di quest ultima ultima si comporta come una vera e propria vela. 10
Materiali per strutture di sostegno In genere le strutture di sostegno sono realizzate assemblando profili metallici commerciali in acciaio zincato a caldo, al fine di disporre di un prodotto reperibile ovunque, di ottime prestazioni meccaniche in relazione al peso, ma di difficile lavorazione al di fuori di una officina ben attrezzata. 11
Materiali per strutture di sostegno Ai fini della durata nel tempo la zincatura assume un ruolo fondamentale, in quanto la presenza di asole, forature, o saldature successive la fase di zincatura, ridurrebbe la resistenza agli agenti atmosferici, di conseguenza risulterebbe necessaria una ripresa con zinco a freddo, il quale ha affidabilità nel tempo decisamente ridotta. 12
Tipologia di struttura Montaggio a cavalletto (retrofit) Integrazione architettonica Su tetto In facciata Montaggio su palo 13
Esempio di montaggio sopra tegola 14
Esempio di montaggio sopra tegola 15
Montaggio a cavalletto 16
Montaggio a cavalletto 17
Montaggio a cavalletto 18
Montaggio a cavalletto 19
Montaggio a cavalletto 20
Montaggio a cavalletto 21
Montaggio tipo retrofit 22
Montaggio in integrazione architettonica 23
Montaggio in integrazione architettonica 24
Montaggio in integrazione architettonica 25
Montaggio in integrazione architettonica 26
Inverter I convertitori statici sono apparecchi in grado di convertire le grandezze elettriche tensione e corrente di un circuito in valore e/o forma. Far le varie tipologie di convertitori statici di potenza, quelli in grado di convertire la corrente continua in corrente alternata vengono, in genere, chiamati inverter. 27
Inverter Pur basandosi sullo stesso principio di funzionamento degli inverter per applicazioni industriali, principalmente legate all azionamento di motori elettrici, gli inverter dedicati alle applicazioni fotovoltaiche presentano caratteristiche e funzionalità proprie, tanto che i costruttori prevedono delle linee di prodotti espressamente dedicate. Negli impianti collegati alla rete, la tensione continua da convertire in alternata è quella in uscita dal generatore FV, mentre in quelli StandAlone è quella delle batterie, oppure prodotta in eccesso dai pannelli FV. 28
Trasformatore Le funzioni svolte dal trasformatore sono essenzialmente due: adeguamento del livello di tensione del circuito primario (uscita del ponte di conversione) con il valore richiesto dal carico; separazione galvanica tra generazione fotovoltaica e utenza. 29
Trasformatore Nei casi in cui non sia richiesta la separazione galvanica tra i circuiti a monte e a valle del trasformatore, la presenza di quest ultimo ultimo non è strettamente indispensabile in quanto l innalzamento o la diminuzione della tensione del generatore ai valori richiesti dal carico può essere realizzata elettronicamente. Una soluzione interessante si presenta quando a monte del ponte di conversione principale se ne realizza un altro (cc( cc/caca o cc/cc cc): il trasformatore può così essere posto tra il primo e il secondo stadio di conversione e lo si può realizzare in modo che lavori in alta frequenza, col vantaggio di ridurne considerevolmente le dimensioni. 30
Caratteristiche di moduli 31
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